Nejdůležitějším typem dynamického procesoru je určitě kompresor. Jeho nenahraditelnost a všudypřítomnost ve všech druzích hudebních formátů zde nemusí být zvláště zdůrazňována – bez něj by velké části moderní zvukové estetiky nemohlo být jednoduše dosaženo.
Přirozená dynamika lidského hlasu a jeho „neslučitelnost“ s většinou moderních typů hudby, způsobená jeho nízkou hutností, je jednou z klasických aplikací pro kompresor. To byl, spolu s úpravou vysílacích signálů v rozhlasových stanicích, jeden z nejdůležitějších popudů pro jeho technologický vývoj. Dostat sólový zpěv před mikrofonem o dynamickém rozsahu 20 dB a více, do popředí hutné mixáže popové hudby bez kompresoru, je pravděpodobně prohraným bojem. V současnosti má ale kompresor více povinností, než jen korigovat signály. V mnoha případech se používá mnohem zřejmějšími a slyšitelnějšími způsoby pro dosažení určitých kreativních efektů, aby produkci dodal speciální charakter. Typickým příkladem je modifikace bubnů. Například brutální metalová souprava postavená na těžké kompresi je hodně vzdálená od přirozeného zvuku bubnů.
Dopředný a zpětnovazební Klíčovými komponenty analogového kompresoru jsou obvod redukce zesílení a řídící obvod sidechain, generující řídící napětí, které obvod redukce zisku potřebuje, aby mohl dělat svoji práci. Bez ohledu na konkrétně použitý prvek redukce zisku existují dva základní typy obvodu – dopředná a zpětnovazební topologie. Většina starších kompresorů je postavena na zpětnovazební konstrukci, která odebírá svůj řídící signál až za obvodem redukce zesílení, a tím pádem z již zpracovaného signálu. Výhodou zde je to, že jsou tímto typem obvodu stabilizovány nelineární křivka charakteristiky ovládacího prvku (např. tranzistor FET) a tolerance součástek. Řídící napětí odpovědné za úpravu zesílení už obsahuje možné nelinearity a kompenzuje je. Cenou za to je však v mnoha případech omezený rozsah možných nastavení komprese. Obzvláště tranzistor FET může mít kus od kusu vysoké odchylky, které jsou obvykle drženy pod kontrolou zpětnovazebným uspořádáním. To je mimochodem také důvod, proč jsou klasické kompresory s FET tranzistorem zřídka dostupné jako stereo přístroje: synchronní typ řízení, který je absolutně nezbytný pro stereo provoz, je komplikované vytvořit s tranzistory FET a vyžaduje to zvláštní konkrétní úpravy, jako teplotně vázané páry tranzistorů ve společném pouzdře.
Dopředné kompresory generují své řídící napě-tí předtím, než signál projde obvodem zesílení, a mají výrazně vyšší požadavky týkající se linearity svého obvodu redukce zesílení. FET kompresor s dopřednou topologií by byl docela výzvou, protože by vyžadoval individuální přizpůsobení konkrétní křivky charakteristiky jednoho každého použitého FET komponentu. Z toho důvodu jsou téměř všechny dopředně ovládané kompresory na bázi VCA. Výhodou dobře navržených dopředných kompresorů jsou velmi krátké náběhové časy a rovněž tak široké rozsahy parametrů prahu komprese a kompresního poměru.
Vari-Mu
Během posledních několika dekád jsme viděli docela dost různých topologií kompresorů, které se zásadně lišily svými obvody redukce zesílení. Je samozřejmě důležité přihlédnout k tomu, kdy byly konkrétní modely zkonstruovány, a to kvůli součástkám, které byly v dané době dostupné - na moderní VCA, jaké se vyrábějí dnes, se v 50. letech nemohlo vůbec ani pomyslet. V této kapitole se chceme blíže podívat na nejdůležitější topologie a současně se pokusíme věnovat se historické chronologii jejich vývoje. Na počátku byla elektronka, samozřejmě s obvodovou konstrukcí Variable-Mu jakožto předchůdce všech kompresorů.
Tyto konstrukce stojí na konkrétních typech elektronek, kde lze snadno měnit zesílení mřížkovým předpětím. V zásadě lze tímto způsobem měnit zesílení každého typu elektronky do určitého stupně, ale lineární rozsah obvykle není dost velký na to, aby měl smysl pro konstrukci kompresoru. Některé elektronky, které byly použity pro obvody jako je tento, se staly docela vzácnými a v současné době i těžko dostupnými, například typ 6386, který je použit ve Fairchild 670. Jednoduché Vari-Mu kompresory byly nabízeny malými výrobci v USA už v 50. letech, většinou je používaly místní rozhlasové stanice k vytvoření atraktivnějšího zvuku.
Slavný Fairchild 660/670, který je dobře známým představitelem této topologie, byl vyvinut trochu později a na rozdíl od raných Vari-Mu kompresorů používá už docela komplexní architekturu řídícího obvodu. Kompresory tohoto druhu jsou většinou vždy zpětnovazební a vynikají – tedy pokud jsou dobře navrženy – díky svému obzvláště hutnému a homogennímu zvukovému charakteru, který je mnoha uživateli oblíben. Doménou těchto kompresorů jsou jemné a nenápadné úpravy dynamiky programu bez drastic- kých zásahů a s velice pěknými zvukovými kvalitami, které mohou velmi dobře završit produkci.
Opto
Opto kompresor má svůj název odvozen od použití jednoho nebo více fotoodporů jako svých ovládacích prvků. Tyto součástky snižují svůj odpor se stoupající světelnou expozicí a v kompresorech se používají jako druh odporového děliče, který je zodpovědný za ovládání zesílení podle struktury vstupního signálu. Původně byly fotoodpory osvětlovány žárovkou, která byla v pozdějších konstrukcích nahrazena elektroluminiscenčními panely a LED diodami, emitujícími světlo podle řídícího napětí generovaného řídícím obvodem.
Obecně platí, že je konstrukce opto kompresoru docela jednoduchá a jeho časová odezva je docela pomalá – obzvláště pokud je zdrojem osvětlení žárovka, která má charakteristiky podobné RMS jakožto užitečný vedlejší efekt. Navíc fotoodpor vyvolává určitý druh efektu „držení'“, protože se změna v rezistanci neodehrává přímočaře. Speciální odezva opto kompresoru ho činí nepoužitelným pro určité úkoly, ale na druhou stranu zní velmi muzikálně. Průběh regenerace (release) tohoto obvodu pro redukci zesílení je svázán s hudebním materiálem, protože se čas regenerace snižuje tehdy, když se redukce zesílení zvyšuje.
Tento efekt a obzvláště jemná charakteristika soft knee a rovněž také silná nelinearita fotoodporu byla záměrně využita k dosažení určitých zvukových charakteristik – jednalo se o určitý druh přirozené „nehody“, které by mohlo být těžko v dané době dosaženo nějakým jiným způsobem. Dnes mohou být podobné charakteristiky křivky implementovány také do jiných konstrukcí kompresorů, ale vyžaduje to jisté úsilí. Zvuk typického opto kompresoru je hutný, nenásilný a má nízké zkreslení. Tento typ řízení však nabízí pouze pár možných variant. Na druhou stranu se opto kompresor chová extrémně jemně; dobře se přizpůsobuje charakteristikám vstupního signálu a lze ho také použít pro komplexnější mixáže (když se člověk dokáže smířit s omezeným přístupem k materiálu). V případě tohoto řešení zde toho není mnoho, co by uživatel mohl nastavit špatně. Typickou klasikou tohoto žánru je Teletronix/Universal Audio LA-2A.
FET
FET kompresory těží z okolnosti, že polem řízený tranzistor (FET) lze použít jako ovladatelný rezistor v určité oblasti křivky jeho charakteristiky. To nicméně funguje pouze v poměrně malém rozsahu napětí a vyžaduje to relativně vysoké stupně vyrovnávacího zesílení (makeup gain), protože polem řízený tranzistor dokáže zpracovat při malém zkreslení pouze malé úrovně signálu. FET kompresory jsou velice flexibilní ve vztahu k jejich časovým konstantám.
Umožňují velmi krátká nastavení náběhu, zatímco kompresní poměr není tak flexibilní – v mnoha případech se nabízí jen pár přepínaných hodnot. Jak bylo zmíněno dříve, díky malé linearitě ovládacího prvku FET je téměř vždy zasazen do zpětnovazební konstrukce. Maximální neutralita není jednou z jeho nejsilnějších stránek, proto jsou FET kompresory často používány v aplikacích, které dovolují trochu „drsnější“ chování.
Díky omezenému dynamickému rozsahu a potížím při vytváření použitelného režimu link není tento typ kompresoru prvním doporučením pokud jde o kritické masteringové aplikace. Typickou doménou FET kompresoru je spektakulární úprava bubnů. Nejpopulárnější archetyp této topologie je určitě UREI 1176LN.
VCA
Nejmodernějším a nejflexibilnějším ovládacím prvkem pro kompresory je v současnosti bezpochyby napětím řízený zesilovač (VCA) a je to také nejpoužívanější topologie kompresoru těchto dní. Do uvedení VCA nebyla dopředná varianta reálnou možností, protože křivka charakteristiky tohoto ovládacího prvku je lineární a odlišná a proto také reprodukovatelná. Dobré VCA kompresory mohou být mnohem flexibilnější a univerzálnější, než ostatní topologie popsané výše, ale vyžadují také více úsilí ve smyslu jejich vývoje.
Vedle vypořádání se s klasickými úkoly komprese VCA dovoluje také extrémnější efekty, jako překomprimování nebo negativní kompresní poměry. Pokud je ale třeba, VCA kompresory dávají neutrální a čistý typ ovládání, které mohly starší topologie jen těžko nabídnout. Nicméně v praktickém použití jsou obrovské rozdíly, které se týkají kvality určitých součástek VCA a rovněž tak kvality obvodu, do kterého jsou zasazeny. To je zdá se důvod, proč nemají VCA dobrou reputaci u některých puristických uživatelů – s čímž nemohu souhlasit.
Konstruk ce dobrého VCA je náročný úkol a ne každý vývojář bude mít ambice a dostatek času dostat z této technologie maximum. Pokud je jako základ obvodu použit levný VCA, výsledek nemůže náročné ucho potěšit. Podle mého mínění je argument, že VCA má zvukové nedostatky, zcela chybný. Například v elysii stavíme VCA od základu z diskrétních součástek přesně podle naší volby tak, abychom měli co největší flexibilitu pokud jde o použité tranzistory a jejich technické parametry. Obecně vzato jsou VCA nejflexibilnější ovládací elementy pro kompresory, protože téměř všechny myslitelné charakteristiky v nich mohou být implementovány. Individuální zvukové výsledky závisejí na konstrukci řídící části a na volbě časových parametrů. Soft nebo hard knee, jemná nebo na efekt orientovaná komprese – VCA umožňuje vše. Na druhou stranu kvalitativní škála VCA kompresorů na trhu sahá od těžce spektakulárních přístrojů pro začátečníky až po high-end-ové výrobky vhodné pro masteringové aplikace.
PWM
Nemalou vzácnost představuje kompresor s pulzní modulací šířky (PWM). Je založen na složitém a těžko zvladatelném principu, který generuje digitální řídící signál s proměnnou pulzní šířkou pomocí modulace pulzní šířky. Klasikou této technologie je EMT 156, původně zkonstruovaný pro použití ve vysílání. Dnes je příkladem výrobce používajícího tuto technologii Crane Song: jejich topologie kompresoru je kombinací FET tranzistoru jako obvodu redukce zesílení, který je ovládán signálem PWM .
Řídící obvod (sidechain)
Ovládací charakteristiky kompresoru nezávisí výhradně na obvodu redukce zesílení, ale také na způsobu, jakým je generováno jeho řídící napětí. Rozhoduje se obvykle mezi detektorem špiček, nebo RMS, ale občas jsou dostupné také hybridní formy obou dvou. Detektor špiček pracuje s jednoduchou detekcí a reaguje na napěťové špičky každého signálu v řídícím napětí, které vytváří. Detektor RMS naopak generuje průměrné hodnoty s určitou časovou integrací, která může být pro každý obvod jiná.
Detektory špiček jsou vhodné zejména pro skutečné omezování signálu s teoreticky nekonečnými kompresními poměry (limiter) a tím pro aplikace, kdy má být úroveň limitována na určité maximum (často z technických důvodů). RMS detektor by v této aplikaci nefungoval dobře díky svému nastavení času jako nedílné součásti jeho funkčního principu. Velmi jednoduché detektory špiček analyzují pouze půlvlnu vstupního signálu, zatímco druhá je během procesu detekce vyloučena.
Signály s asymetrickým průběhem sinusovky (jako hlasy nebo dechové nástroje) mohou způsobit nepředvídatelné reakce detektoru, které se mohou stát při přepínání polarity velmi odlišnými. Vysoce přesné, moderní obvody RMS detektoru v kombinaci s moderními zesilovacími obvody jsou předurčeny pro kompresory, protože se, podle mého mínění, dobře přizpůsobují přirozené povaze lidského sluchu. Pomocí logaritmu vytvářejí lineární vztah mezi vstupní úrovní a řídícím napětím. Výsledkem je, že se jistý rozdíl v úrovni vstupního signálu v dB rovná konkrétnímu rozdílu v napětí a ne násobku.
Pokud se řídící napětí pro obvod zesílení vytváří tímto způsobem, výsledek lze přesně předvídat bez závislosti na absolutní hodnotě vstupního signálu – a myslím si, že toto je méně nápadnější druh chování ovládání. Když mi řeknete, že RMS kompresory jsou obvykle spíše „pomalejším typem“, který postrádá možnost dosáhnout rychlých časů náběhu, není to nic víc, než rozšířená, ale neopodstatněná legenda. Moderní RMS kompresor s jakostními komponenty v trase svého detektoru dokáže být opravdu rychlý. Pokud jsou žádány výraznější efekty komprese, umí detektor špiček vytvořit zajímavé výsledky.
Jedinou věc, kterou si musí uživatel zapamatovat je to, že z výše uvedených důvodů se může stát, že například jednotlivé doby virblu, které znějí naprosto stejně, jsou zpracovány s odlišnými výsledky, protože sinusovka virblu je asymetrická. Některé kompresory nabízejí uživateli volbu mezi detekcí špiček signálu a detekcí RMS; někdy existuje dokonce možnost směšovat tyto charakteristiky v krocích nebo plynule.
Signálová trasa
Vedle obvodu redukce zesílení a detektoru mají audio trasa, konstrukce napájecího zdroje a výběr součástek vliv na kvalitu signálu kompresoru, což by nemělo být podceňováno. Vývojář má několik možností, ze kterých lze volit – výběr sahá od jednoduchých konstrukcí s běžně dostupnými integrovanými obvody až po složité obvody z diskrétních součástek s obzvláště kvalitními komponenty. A zde je situace úplně stejná, jako v každé další technické oblasti – se současnými možnostmi je celkem snadné dosáhnout dobrých průměrných výsledků. Posledních pár procentních bodů signálové kvality ovšem vyžadovalo opravdový entuziazmus ze strany náročných uživatelů vyžadujících neúměrné množství úsilí pokud jde o použité součástky a konstrukci.
A to jistě neznamená nashromáždit nejdražší součástky v jednom přístroji a potom celou věcí jednou, dvakrát zatřepat, abyste se dostali tam, kam chcete. Umění vývoje audio obvodu vychází z investování spousty času a úsilí do testování a porovnávání několika obvodů a možností součástek. Můžete dát ten samý recept deseti různým kuchařům a obdržíte od nich víceméně odlišná jídla. Někdy je vhodné nastavit jenom trochu dorovnání zesílení (makeup), aniž by byla generována redukce zesílení, aby bylo možné otestovat kvalitu signálové trasy. Už to dokáže odhalit zajímavé podrobnosti týkající se čistoty a transparentnosti signálové trasy.
Dokonce různé typy potenciometrů mohou mít velký vliv na kvalitu signálu, a to samé platí také pro rezistory, nebo elektrolytické kondenzátory v signálové trase. Spoustu fenoménů, se kterými jsme se setkali, nelze popsat technickými termíny. A dobré naměřené hodnoty nejsou nezbytně přirozeným základem pro potěšující zvukové zážitky v náročných aplikacích. Pokud se mě ale zeptáte, tak vám řeknu, že určité efekty, které jsou určitě slyšitelné, není možné popsat měřícími kritérii, jež v současnosti používáme. Nejviditelnějším se to stává tehdy, když se podíváme na zvukové konvertory jakými jsou reproduktory a mikrofony. Vidět je to ale také u elektronických obvodů.
Tato pozorování se stávají obzvláště platnými pro mastering; signálová trasa je zachována tak krátká, jak jen je to v této aplikaci možné. A efekt délky kabelu je zde mnohem kritičtější, než při živém nahrávání 120 kanálů, kde je pro celkovou kvalitu nahrávky relevantních mnoho dalších faktorů. Když vynásobíte topologie kompresoru (popsané výše) s variantami detektorů a s různými variantami zesilovacích obvodů na bázi elektronek, tranzistorů nebo integrovaných obvodů, můžete napočítat relativně velký počet různých způsobů, jak zkonstruovat analogový kompresor.
Zvukové výsledky těchto mnoha variant se jed-na od druhé liší stejně tak – každá varianta má své specifické zvukové atributy a ovládací charakteristiky, které mohou být pro určitou aplikaci, ve které jsou použity, pozitivní nebo negativní. Zdá se, že právě to je důvodem, proč má mnoho studií slušnou sbírku různých kompresorů, takže individuální charakter každé „mašiny“ lze použít v aplikaci, kde pracuje nejlépe. Určité nastavení ekvalizéru lze použít k přibližné „emulaci“ charakteru určitého zařízení, ale dynamické chování určitého ovládacího prvku je těžké s „nesprávným“ přístrojem zkopírovat.
Emulace
Před nedávnem začala elysia nabízet také digitální emulace konkrétních hardwarových přístrojů jako softwarové pluginy. Naučili jsme se to, že lze kompletní ovládací charakteristiky hardwarového prototypu reprodukovat dobrou emulací velmi uspokojivě. Generování virtuálního řídícího napětí, časů náběhu a doběhu, charakteristické křivky VCA a podobných parametrů – všechno to lze detailně emulovat pomocí vysoce kvalitních algoritmů, a to včetně jistých nelinearit, které se týkají saturace nebo frekvenčního rozsahu.
Toto jistě nebude problémem, ale až do okamžiku, kdy by si ambiciózní analogový vývojář začal hrát s různými součástkami tak, aby posunul zvuk určitým směrem jen o jistě jemné nuance. Možná, že rozlišení současných digitálních formátů není dost vysoké pro reprodukci těchto detailů v digitální doméně. Nebo to snad má co dělat se skutečností, že mnoho uživatelů stále dosahuje různých a rychlejších výsledků s analogovým zařízením, než s digitální emulací. Podle mého názoru (a tváří v tvář přesnosti vytváření emulací), odezva, kterou dostáváte z analogového zařízení se liší od toho, co dostáváte z pluginu, a na základě toho, co jsme my všichni zažili, to má vliv také na výsledek. Jedna věc je však jistá: oba „světy“ mají dnes své právo na existenci – měli byste pouze vědět, kdy a kde použít který nástroj pro dosažení nejlepšího výsledku. Pokud je celá produkce provedena v počítači, vložení kusu analogového hardwaru může být docela pracné a dobrá emulace může být lepším řešením ve smyslu hladkého průběhu práce, dokonce i když dosahuje pouze 90, nebo 95 procent výkonu hradwarového protějšku. A to jsme se ještě vůbec nepodívali na cenový faktor.
Je jisté, že kvalita převodníků je v tomto ohledu jedním z klíčových faktorů. Pokud není konverze opravdu dobrá, nejlepší analogové nástroje nebudou schopny dodat svůj plný potenciál a plugin potom může znít dokonce lépe. Pokud je signálová trasa zčásti tak jako tak analogová (jako při nahrávání, nebo masteringu), budeme samozřejmě hovořit o něčem jiném.
Závěr
Z důvodu zmíněné rozmanitosti v prostědí analogových kompresorů není pro uživatele snadným úkolem identifikovat, které přístroje jsou nejlepší pro dosažení určitých výsledků v určitých situacích. Učení se zkoušením se zdá být tou nejlepší cestou – ačkoliv většina uživatelů nebude mít možnost vyzkoušet každý přístroj, který je zajímá. To, co by výrobci mohli udělat pro zlepšení situace, je komunikovat mnohem jasněji v tom, jaké jsou výhody jejich výrobku. To by jistě mohlo být pro uživatele mnohem zajímavější, než rozsáhlé popisování specifické filozofie technické konstrukce.
Obzvláště v segmentu analogových kompresorů je vysoce viditelná tendence oživování vyzkoušených a otestovaných topologií z minulých dekád jejich replikami. A i když by jistě bylo pěkné vlastnit Fairchild 670 – z mého pohledu by bylo mnohem zajímavější akcelerovat existující tvůrčí a inovativní tendence, které vidíme v analogové a digitální audio technologii, namísto neustálého klonování existující klasiky. Ale jistě, je určitě těžší přivádět na svět své vlastní nápady a ty uvádět v život...
Myslím si, že za trendem „replikantů“ se skrývá především pohodlnost, protože dnešní konstruktéři mají více než kdy jindy možnost položit nové základy. Pravděpodobně to bude trh, který bude dříve nebo později určovat vývoj, a eliminovat vše, co bude bez jakékoliv odezvy. Velká část současných uživatelů – pokud mají zájem a ochotu doplnit své DAW analogovým outboardem – pravděpodobně potřebuje univerzální a moderní přístroje vysoké kvality, které jsou více než pouhým jednoúčelovým zařízením.